在设计用来测试量子力学的游戏中,系统模型H1击败了经典系统

在今天的以色列大学里,Torrueemane教授认为量子游戏对他在游戏中的有效性很有用。

最近发表在先进的量子技术,达拉·托瑞和他的两个学生,梅隆·谢弗和丹尼尔·阿泽斯描述了他们如何在不同的技术上运行一个协作的数学游戏,以评估1)系统是否显示出量子力学特性,2)机器多久能给出正确的结果。然后,研究小组将结果与经典的计算机.

在测试的技术中,只有量子化系统模型H1-1在霍尼韦尔的支持下,它的表现超过了经典的结果。达拉·托瑞说,经典计算机的正确回答率只有87.5%。H1-1在97%的时间内返回正确答案。(研究小组还在现已退役的H0系统上测试了这款游戏,达到了85%。)

达拉·托瑞说:“我们在H1上看到的是,概率不是100%,所以它不是一台完美的机器,但它仍然显著高于经典阈值,它表现出量子力学行为。”。

玩游戏

达拉·托瑞和他的团队所玩的数学游戏需要非局部相关性。换言之,这是一个协作游戏,系统的某些部分不能通过通信来解决挑战或得分。

“这是一个基于一些数学规则的合作游戏,如果玩家能满足所有规则,他们就得一分,”达拉·托瑞说。“关键的挑战是,在游戏过程中,玩家之间无法进行交流。如果他们能交流,那就很容易了,但他们不能。想想在不能互相交谈的情况下建造一些东西。因此,你能做的事情是有限度的。对于游戏中的机器来说,这是一个经典的门槛。”

量子计算机特别适合解决这些问题,因为它们遵循量子力学性质,允许非局部效应。根据量子力学,一个地方的东西可以瞬间影响另一个地方的东西。

达拉·托瑞说:“这个实验证明了存在一种非局部效应,也就是说,当你测量其中一个量子比特时,你实际上是在瞬间影响其他量子比特。”。

噪音更小,性能更高

达拉·托瑞将Quantinuum技术的性能归因于其低水平的“噪音”

“在这种情况下,噪音只意味着不完美,就像是打字错误,”达拉·托瑞说,“所以,量子计算机进行计算,有时会给你错误的答案。技术术语是NISQ,噪音中间尺度量子计算。这是我们现在拥有的所有设备的通用名称。这些都是量子装置,但它们不是完美的。他们犯了一些错误。”

对于Quantinuum商业运营小组负责人Brian Neyenhuis博士来说,像DallaTorre这样的项目是早期量子计算机的有用基准,也有助于演示和更清楚地理解经典计算和量子计算之间的区别。

在看到H0系统的初步结果后,他与达拉·托瑞合作,在升级后的H1系统上再次运行它(仍然只使用6个量子比特)。

“我们从大量的标准基准测试中了解到,H1系统是我们前进的一大步,但看到这样一个明确的信号,我们所做的改进直接转化为在这个非本地的系统上取得更好的性能,这还是很好的游戏“奈延胡斯博士说。

下一步是什么

达拉·托瑞和他的学生们通过微软的Azure量子平台完成了实验。他说:“能够在云上做这种工作对量子实验的发展至关重要。”。“事实上,我坐在以色列巴伊兰大学,我可以连接到电脑并在互联 上使用它们,这真是太神奇了。”

达拉·托瑞和他的团队希望在未来扩展这类研究,特别是随着商用量子计算机增加量子比特和降低噪声。

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